6.1.1. Карбюраторная система питания
Данная система состоит из приборов подачи топлива и воздуха, приготовления горючей смеси и выпуска отработавших газов. К приборам подачи топлива относятся топливный бак 16 (рис. 13), сепаратор 10, топливопроводы, шланги, бензонасос 3 и топливный фильтр 1 тонкой очистки. Подача топлива осуществляется с обратным сливом избыточной части топлива от карбюратора в бак через перепускной жиклер в карбюраторе диаметром 0,7 мм. На сливном шланге стоит обратный клапан 4, не допускающий слива топлива из бака через карбюратор при опрокидывании автомобиля.
Топливный бак дренажными трубками соединяется с неразборным, сепаратором 10 паров бензина. Чтобы предотвратить вытекание топлива из бака через сепаратор он на выходном шланге имеет неразборный обратный клапан двойного действия. Клапан по мере расходования топлива из бака пропускает атмосферный воздух в бак, а при повышении давления в баке выпускает пары топлива из бака.
Фильтр тонкой очистки 1 устанавливается перед топливным насосом на шлангах. Фильтр, как правило, неразборный конструкции, с бумажным фильтрующим элементом в пластмассовом корпусе.
Топливный насос, как правило, диафрагменного типа, с механическим приводом, снабжается рычагом 8 (рис. 14) ручной подкачки. Насос состоит из нижнего корпуса 13 с рычагами привода, верхнего корпуса 3 с клапанами и патрубками, диафрагменного узла и крышки 5. Между корпусами 3 и 13 устанавливаются три диафрагмы: две верхние рабочие для подачи топлива, нижняя — предохранительная для предотвращения попадания топлива в корпус привода при повреждении рабочих диафрагм. Диафрагмы с тарелками устанавливаются на шток 7 и крепятся сверху гайкой В верхнем корпусе 3 устанавливаются впускной 6 и выпускной 16 клапаны. Сверху к корпусу насоса центральным болтом крепится крышка 5.
Процесс превращения жидкого топлива в пар и смешивания его с воздухом называется смесеобразованием, а прибор в котором совершается этот процесс– карбюратором.
К а р б ю р а т о р. Основным прибором системы питания двигателей с внешним смесеобразованием многие годы являлся карбюратор.
Простейший карбюратор состоит из поплавковой 8 (рис. 27) и смесительной 9 камер. В поплавковой камере помещается латунный поплавок 1, укрепленный шарнирно на оси, и игольчатый клапан 2. В смесительной камере расположены диффузор 6, жиклер 4 с распылителем 5 и дроссельная заслонка 7. Жиклер представляет собой резьбовую пробку с калиброванным отверстием, рассчитанным на протекание определенного количества топлива в единицу времени.
При работе двигателя, когда поршень движется от ВМТ к НМТ и впускной клапан открыт (такт впуска), в цилиндре, впускном трубопроводе и смесительной камере карбюратора создается разрежение. Под действием разности давлений в поплавковой и смесительной камерах карбюратора из распылителя вытекает бензин. Одновременно через смесительную камеру проходит поток воздуха, скорость которого в суженной части диффузора у отверстия распылителя наибольшая и достигает 50—150 м/с. Капельки бензина, попадая в движущуюся с такой скоростью струю воздуха, размельчаются, испаряются и, смешиваясь с воздухом, образуют горючую смесь. Такой способ образования горючей смеси называется пульверизационным.
По мере расхода бензина из поплавковой камеры поплавок опускается, игольчатый клапан открывает отверстие, и бензин заполняет поплавковую камеру, поддерживая в ней постоянный уровень. По мере открытия дроссельной заслонки увеличивается разрежение в смесительной камере карбюратора, а значит, и расход бензина. Однако количество проходящего через жиклер бензина возрастает быстрее, вследствие чего соотношение паров бензина и воздуха в горючей смеси изменяется в сторону ее обогащения, т. е. простейший карбюратор с одним жиклером обеспечивает необходимый состав горючей смеси только при определенных частоте вращения коленчатого вала и нагрузке на двигатель.
Учитывая, что при движении автомобиля нагрузка на двигатель и частота вращения коленчатого вала постоянно меняются, необходимо соответственно изменять и состав горючей смеси. Это обеспечивается введением в конструкцию карбюратора дополнительных систем и устройств. Такими устройствами являются: главная дозирующая система, система холостого хода, экономайзер, ускорительный насос и система пуска.
Г л а в н а я д о з и р у ю щ а я с и с т е м а обеспечивает компенсацию горючей смеси, т. е. препятствует ее обогащению и способствует приготовлению постоянного состава обедненной экономичной горючей смеси при работе двигателя на средних нагрузках, когда от него не требуется полная мощность. В карбюраторах двигателях используется система с понижением разряжения у диффузора.
Она состоит из топливного 4 (рис. 28) и воздушного 2 жиклеров, распылителя 6. По мере открытия дроссельной заслонки и увеличения разрежения в диффузоре увеличивается скорость истечения топлива из распылителя, но обогащения смеси при этом не происходит, так как в это время через воздушный жиклер в распылитель начнет поступать дополнительное количество воздуха, который уменьшает разрежение у распылителя и тормозит тем самым поступление топлива. В результате из распылителя будет поступать смесь воздуха с топливом (эмульсия), что обеспечивает получение экономичной обедненной горючей смеси постоянного состава.
С и с т е м а х о л о с т о г о х о д а обеспечивает необходимый состав горючей смеси на холостом ходу. При этом дроссельные заслонки 30 и 32 закрыты. Разрежение в смесительной камере при этом незначительное, и главная дозирующая система не работает. В этом случае большое разрежение создается ниже дроссельной заслонки и по каналам 3 оно передается к топливному жиклеру 5 холостого хода, вызывая истечение из него топлива.
П е р е х о д н а я с и с т е м а п е р в о й к а м е р ы обеспечивает плавный переход работы двигателя с холостого хода на режимы дросселирования. В момент начала открытия дроссельной заслонки первой камеры щель 31 переходной системы попадает под разрежение; из нее также будет поступать эмульсия, обеспечивая плавный переход.
При выключении зажигания отключается электромагнитный запорный клапан 4, игла перекрывает топливный жиклер 5 и не допускает работу двигателя с выключенным зажиганием.
П е р е х о д н а я с и с т е м а в т о р о й к а м е р ы обеспечивает плавный переход работы двигателя в момент начала открытия дроссельной заслонки второй камеры. В этот момент отверстия попадают под разрежение; топливо из поплавковой камеры через жиклер 26 поднимается по трубке вверх, из воздушного жиклера 14 подмешивается воздух и эмульсия по эмульсионному каналу поступает через выходные отверстия под дроссельную заслонку.
Э к о н о с т а т обогащает горючую смесь при полностью открытых дроссельных заслонках на скоростных режимах, близких к максимальным. При открытых дроссельных заслонках значительно возрастает разрежение в смесительных камерах и распылителе 12 эконостата. Топливо из поплавковой камеры поступает через жиклер 25 эконостата и через распылитель всасывается во вторую смесительную камеру.
Э к о н о м а й з е р м о щ н о с т н ы х р е ж и м о в предотвращает изменение степени обогащения смеси за счет пульсации разрежения под дроссельной заслонкой, особенно при уменьшении частоты вращения коленчатого вала, когда возрастает пульсация разрежения. Шариковый клапан 23 экономайзера закрыт, пока диафрагма 21 удерживается разрежением под дроссельной заслонкой. При значительном открытии дроссельной заслонки 32 разрежение несколько снижается и пружина диафрагмы открывает клапан. Топливо проходит через клапан, жиклер 22 экономайзера, добавляется к топливу, проходящему через главный топливный жиклер 38 и выравнивает обогащений смеси.
У с к о р и т е л ь н ы й н а с о с бывает с механическим приводом и диафрагменного типа, с приводом от кулачка на оси дроссельной заслонки первой камеры. При резком открытии дроссельной заслонки (механический привод) поршенек 2 перемещается вниз, сжимая топливо. Под действием давления топлива поднимается запорная игла 3 и топливо подается в смесительную камеру. При плавном нажатии на педаль акселератора топливо просачивается через зазор между поршнем и втулкой, не вызывая повышения давления и открытия клапана.
При использовании пневматического привода кулачок нажимает рычаг 42 и через пружину в толкателе действует на диафрагму 41, преодолевая сопротивление возвратной пружины. Диафрагма подает топливо через шариковый клапан подачи и впрыскивает его через распылители 10 в первую и вторую смесительные камеры. При обратном ходе диафрагмы под действием возвратной пружины из поплавковой камеры засасывается топливо через обратный шариковый клапан 40 в рабочую полость ускорительного насоса.
П у с к о в о е у с т р о й с т в о обеспечивает приготовление богатой горючей смеси при запуске холодного двигателя. При повороте рычага 4 (рис. 17) управления воздушной заслонки последняя закрывается, уменьшая количество воздуха подаваемого в диффузор. Давление в нем падает, что увеличивает расход топлива через распылитель. Ось воздушной заслонки 5 смещена, поэтому воздушная заслонка после запуска двигателя может приоткрываться потоком воздуха, растягивая пружину 7, чем обеспечивает обеднение смеси.
Э к о н о м а й з е р п р и н у д и т е л ь н о г о х о л о с т о г о х о д а отключает систему холостого хода на принудительном холостом ходу (во время торможения автомобиля двигателем, при движении под уклон, при переключении передач). Тем самым, исключается выброс окиси углерода и несгоревших углеводородов в атмосферу. При снижении частоты вращения коленчатого вала до 1900 об/мин блок управлений включает электромагнитный запорный клапан, начинается подача топлива и двигателя постепенно выходит на режим холостого хода.